专利名称：电视发射机调制度微机自动控制方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电视机图象和伴音调制度控制技术领域。
电视发射机的射频输出含图象和伴音两部分，其对射频载波的调制分别为调幅(AM)和调频(FM)，国家标准规定图象的调幅度为87.5-90%，伴音最大频偏50KHz，即100%调制度时为50KHz频偏。
使电视发射机图象/伴音调制度保持稳定，现有技术采取两种手段，一是依靠图象视频信号和伴音声频信号本身的幅度稳定，二是在视频/声频信号通道中设置自动增益控制电路(AGC)以补偿信号幅度的变动，维持调制度大致不变。现有视频AGC电路，能够保证输入信号幅度变化±6dB时，输出到发射机调制器的视频信号幅度大致不变，以保证调制度基本稳定，但在伴音通道中，为了发挥频率调制的优良特性，不采用AGC电路，以免压缩其动态范围，损伤伴音的艺术品质。
由于在制作电视节目时，各制作者艺术、技术修养，爱好习惯不会雷同，故制作出的视/音频信号幅度电平不会完全一致;制作设备、传输设备的特性漂移，制作环境和传输路经条件的变动等原因，也都会使馈人发射机的信号幅度发生变化，因而影响发射机的图象/伴音调制度，严重时可偏离标准调制度的40%以上。
在发射机的调制器之前视/声频通道上设置AGC电路可以大为减小信号电平波动时对调制度的影响，但不能消除信号电平的波动。AGC电路只能对发射机的调制器之前各个传输环节的特性漂移、环境变化引起的调制度变化起补偿作用，但对调制器之后的中频、射频处理电路、功放电路的特性漂移和环境变化对调制度的影响则无作用，故靠AGC作用的发射机的调制度，仍需人工经常检查和调节。另外AGC电路处理伴音信号时，信号的动态范围与发挥AGC电路稳定信号电平的作用是矛盾的，不能二者兼得，只能取折中，即动态范围与稳定信号电平二者均不会得到最佳效果或近似最佳效果。
本发明的目的在于提供一种电视发射机调制度微机自动控制的方法及其装置，以便消除从节目源的制作、传输环节、直到发射天线之前，因制作设备、传输设备和发送设备特性的漂移、制作环境和传输路经条件的变化等原因引起的图象/伴音调制度的变化，以实现高质量的电视信号发送。
本发明的电视发射机调制度的微机自动控制方法采用下列步骤a、通过连接在电视发射机(26)输出端与发射天线(9)之间的射频耦合器(8)耦合出电视射频信号，将所述的电视射频信号通过伴音载波陷波器(10)馈送到图象调制度信息检出单元(24)，获得零载波幅度信号Z、行同步脉冲幅度信号T和白条脉冲幅度信号W，同时将所述的电视射频信号通过图象载波陷波器(16)馈送到伴音调制度信息检出单元(25)，获得表示实时频偏的伴音信号电压E△f和表示50KHz频偏的基准电压E50;
b、计算机(20)周期地分时采样所述调制度信息的五个电压信号，经A/D变换后，依次读入其内存储器;
c、计算机(20)根据本周期侧得的所述五个电压信号的数字量，按AMD＝ (T-W)/(T-Z) ×100%计算图象调制度AMD，按FMD= (E△f)/(E50) ×100%计算伴音调制度FMD;
d、然后将测得的图象调制度AMD值分别与规定的AMD上限值90%、下限值87.5%比较，若AMD值高于上限值，计算机(20)输出一控制量，使连接于发射机输入端的视频增益受控单元(1)增益降低一定量，若AMD低于下限值，则使所述的视频增益受控单元(1)增益增加一定量，上述测控过程是反复循环进行的。
同时，根据测得的伴音调制度FMD值，按照本发明的伴音调制度自动调节规则，即在一定控制周期内分三个时间段，在每个时间段末分别与规定的伴音调制度第一基准值30-40%、第二基准值50-70%及第三基准值70-90%比较，若不曾超过相应的基准值，则计算机控制连接于发射机输入端的音频增益受控单元(2)增益增加0.5-1.5dB，若曾超过相应的基准值，则维持音频增益受控单元(2)的原增益，一个控制周期结束后，进入下一个控制周期，不断地循环;
在控制周期内的任意时刻发现过调制时，立即减小音频增益受控单元(2)的增益0.5-1.5dB，并重新测算伴音调制度，如仍然过调制，就继续这样作减增益处理直至过调制消失;
在控制周期内发现调制度为1-5%即视为静默，此静默的持续时间超过10-40秒时，就立即进入下一个控制周期，音频增益受控单元(2)的增益保持不变。
本发明的伴音调制度自动调节规则，其最佳参数配置是每个控制周期为三分钟，控制周期划分为一分钟的三个时间段，伴音调制度第一基准值、第二基准值及第三基准值分别为40%、70%及80%，5%调制度视为静默，静默持续20秒时开始新的周期，增益受控单元(2)的档距为1或1.5dB。重复周期，基准值，增益档距这些参数的选择是相互影响的，最佳配置的目的是反应速度适中，控制过程平滑，使伴音调制度既不过调制，又保留原动态范围。
测控周期选择三分钟，是从大量、长期的多种电视伴音信号中得到的经验统计数据，即伴音中的默静(含微弱信号)持续时间超过三分钟的概率很少，实际使用也表明三分钟适宜，此周期过短时系统的反速度太快，会压缩伴音动态范围。周期过长则反应速度太慢，当输入伴音信号的电平太小时，系统将其调节到正常电平值需时太久。比较基准值的选择主要与增益档距有关，档距大时比较基准值要减小，档距小时则相反。静默持续10-40秒后需要重开始一个周期，是为了确保伴音动态范围的低端不被压缩。
实现上述方法的电视发射机调制度微机自动控制装置包括一个计算机部分，该部分由计算机(20)、接口电路(19)、A/D变换器(18)、多路开关(15)及两个D/A变换器(21)、(22)组成，接口电路(19)通过总线连接于计算机(20)，其一个端口与D/A变换器(21)、(22)连接，其另一端口与A/D变换器(18)连接，其第三端口连接到多路开关(15)的输入端，多路开关(15)的输出端连接于A/D变换器(18)输入端。
该装置的特征在于它还包括一个射频耦合器(8)，其串接于发射机(26)与发射天线(9)之间;
一个伴音载波陷波器(10)和一个图象载波陷波器(16)，它们的输入端均连接到所述射频耦合器(8)的输出端;
一个图象调制度信息检出单元(24)，其输入端连接到伴音载波陷波器(10)的输出端，其输出的零载波幅度信号Z、行同步脉冲幅度信号T.和白条脉冲幅度信号W，分别连接到所述的多路开关(15)的三个输入端;
一个伴音调制度信息检出单元(25)，其输入端连接到图象载波陷波器(16)的输出端，其输出的实时频偏伴音信号电压E△f和50KHz频偏基准电压E50，分别连接到多路开关(15)的另外两个输入端;
一个视频增益受控单元(1)，其输入端接于图象输入端，其输出端连接到发射机(26)图象调制器(3)的输入端，其控制端连接到所述的D/A变换器(22)的输出端;
一个声频增益受控单元(2)，其输入端接于伴音输入端，其输出端连接到发射机(26)伴音调制器(4)的输入端，其控制端连接到所述的D/A变换器(21)的输出端。
本发明的
如下图1为本发明的控制装置框图;
图2为本发明的图象调制度信息检出单元原理图;
图3为本发明的伴音调制度信息检出单元原理图;
图4a表示灰度视频信号;
图4b表示图象射频调制信号;
图4c表示迭加有零基脉冲的图象射频调制信号;
图4d表示检波后含有零基脉冲的灰度视频信号;
图4e表示图4b的信号检波后的灰度视频信号;
图5为本发明的图象调制度控制流程图;
图6为本发明的伴音调制度控制流程图。
如图1所示的本发明装置的组成上文已详述，不再赘述。
如图2所示的图象调制度信息检出单元(24)原理说明如下。该单元(24)由零载波产生器(30)，图象检波器(31)，箝位视频放大电路(32)，同步分离电路(33)，白条脉冲选通开关(35)，17行、330行白条定位脉冲发生器(34)，行同步脉冲选通开关(36)，零载波选通开关(37)及行频脉冲发生器(38)组成。
图4a示出一个灰度视频信号，它通过图象调制器(3)调制载波后得到图4b所示的图象射频调制信号，其幅度调制度AMD由下式计算AMD＝ (E-B)/(E) ×100%……(1)，式中E是两对称同步头间幅度即载波幅度，B是两对称的白电平间的幅度。为计算其调制度，可对图4b已调波用简单的二极管检波，即可得到图4e所示的灰度视频信号，其调制度可由下式求得AMD=KE2-KB2KE2×100%······(2)]]>(2)式中K为检波电路传输常数，可见(2)式与(1)式是一致的。但在实际使用中由于二极管的非线性，检波后的同步头幅度与白电平幅度的相对比例值会变化，且这种变化与视频信号直流分量有关，因而使计算出的调幅度值的误差大，不规律，难以修正。为此本发明采用条脉冲的形式将载波的零基信号固定在视频信号中，如图4d所示，这样即可以使用输出线性好且不含调制度信息的各种优质检波器，也允许在各级视频电路间用交流电容耦合，这样就能保证得到不失真的调制度信息。
图4c为迭加有零基脉冲的图象射频调制信号。如图2所示，在图象检波器(31)前，设置了一个零载波产生器(30)，它可以是一个受控的射频开关电路，其受控端连接到行频脉冲发生器(38)的输出端，在行频脉冲的控制下该射频开关电路周期地导通，其输出信号即为图4c所示的迭加有零基脉冲的图象射频调制信号，射频开关截止的时间即为零基脉冲的宽度，图4c所示的信号经图象检波器(31)检波后，即得到图4d含有零基脉冲的灰度视频信号，再经箝位视频放大电路(32)放大一定的幅度，并把所有的零基脉冲顶部箝位在同一电平上，然后同时输入同步分离电路(33)、白条脉冲选通开关(35)，行同步脉冲选通开关(36)和零载波选通开关(37)处理。由同步分离电路(33)输出的场同步脉冲和行同步脉冲均送入17行、330行白条定位脉冲发生器(34)，该发生器的核心是计数选行电路。发生器(34)输出白条定位脉冲输入到白条选通开关(35)的选通端，在白条定位脉冲有效时，选通开关(35)导通，在其输出端即获得第17行和第330行的白条脉冲幅度信号W。
同步脉冲分离电路(33)输出端H的行同步脉冲，同时送入行同步脉冲选通开关(36)的选通端，在行同步有效期间选通开关(36)导通，其输出端即获得行同步脉冲幅度信号T。
上述的行频脉冲发生器(38)输出的行频脉冲信号，也连接到零载波选通开关(37)的选通端，在该信号控制下在零载波选通开关(37)输出端即获得零载波幅度信号Z。白条脉冲选通开关(35)、行同步脉冲选通开关(36)和零载波选通开关(37)都工作在视频范围，这些开关电路可以用晶体管或者集成宽带运放等器件组成。
图3为伴音调制度信息检出单元(25)的原理图。图中鉴频器(40)输入来自上述图象载波陷波器(16)输出的伴音调制信号，其输出端即为表示实时频偏的伴音信号电压E△f。另外还有一个直流电源(42)和电位器(41)并联电路，电位器(41)滑动端的输出电压经人工校准后即可获得表示50KHz频偏的基准电压E50。
电视伴音为频率调制，国家标准规定满调制即100%调制度时频偏为50KHz，由于伴音信号是幅度随机变化的信号，故伴音调制度FMD是指测量瞬时的频偏△f与满调制时的频偏50KHz的比值，即FMD＝ (△f)/50 ×100%……(3)。图3中鉴频器(40)的输出电压E△f与输入调频波的频偏△f成正比关系，E△f＝K·△f……(4)，K为比例常数，所以计算机可按下式计算伴音调制度FMD=EΔfE50×100%······(5).]]>图5为图象调制度控制流程图。本程序可以作为计算机(20)的一个中断程序来调用，结合图1进一步描述。复位初始化后，选通多路开关(15)将图象调制度信息检出单元(24)输出的零载波幅度信号Z、行同步脉冲幅度信号T和白条脉冲幅度信号W，经A/D变换后，依次读入其内有储器，然后根据AMD＝ (T-W)/(T-Z) ×100%计算出图象调制度，此图象调制度AMD值与规定的上限值90%比较，若大于上限值使视频增益受控单元(1)的增益降低一档，然后返回入口;如测出的AMD不大于上限值，再视其是否小于规定的下限值87.5%，若AMD小于87.5%，则将视频增益受控单元(1)的增益增加一档，再返回程序入口，反复检测调整，使图象调制度AMD始终维持在87.5%-90%之间。
图6是本发明的伴音调制度控制流程图，其是前述本发明的伴音调制度控制方法的最佳实施例，现进一步描述如下复位初始化后，选通多路开关(15)，将伴音调制度信息检出单元(25)输出的表示实时频偏的伴音信号电压E△f和50KHz频偏的基准电压E50，经A/D变换后，依次读入内存储器，然后按FMD=EΔfE50×100%]]>计算伴音调制度，以三分钟为一个控制周期，每个周期分为一分钟的三个时间段，首先查测得的FMD值是否大于100%，若FMD大于100%，则减少声频增益受控单元(2)增益一档，返回入1N2;若FMD不大于100%，检查是否静默，当静默时间大于20秒时，返回入口1N1;非静默或静默时间不足20秒时，进入分段判断程序;若不是三个“一分钟末”时刻，则返回入口1N2，若测得的FMD在第一分钟末以前不曾超过40%，则所述受控单元(2)提高增益一档，若测得的FMD在第二分钟末之前(包含第一分钟时间段)不曾超过70%，则提高所述受控单元(2)增益一档，若测得的FMD在第三分钟末之前(包含前两分钟)不曾超过80%，则提高所述受控单元(2)增益一档，若在三个分钟末曾分别超过40%、70%和80%，则维持所述受控单元(2)的增益不变，上述第一分钟末、第二分钟末动作完成后返回入口1N2，第三分钟末的动作完成后则返回程序入口1N1，本程序运行一个循环的时间t＜1ms，但实用中不必追求过高的速度。声频增益受控单元(2)的增益每档变化1.5dB或1dB。
本发明还可用于常规的视频/声频AGC领域，构成视频/声频信号电平智能调节系统。利用本发明还可以设计成电视发射机调制度智能测量仪等。
本发明与现有技术比较有如下优点1、本发明可以实时校正发射机的图象调制度对标准值的偏离，可以几乎实时地校正发射机的伴音调制度对标准值的偏离，而免除了现有发射机的调制度偏离标准时需要由人工经常监视和调节的麻烦。
2、本发明不仅可以补偿发射机的图象/伴音调制器输入端之前各个环节的变化和漂移对调制度的影响，而且能补偿发射机本身各单元电路的变化和漂移对调制度的影响，而用视频AGC电路时，对AGC电路之后的各单元电路的变化和漂移对调制度的影响则无能为力。
3、本发明的伴音调制度自动调节规则能够保证伴音调制度随时不超过国家标准50KHz频偏，并始终维持在合适的范围内，当伴音输入电平偏小或偏大时，该调节规则也能将其平滑地调节到合适的电平范围，因此该调节规则不仅能保证伴音动态范围的高保真，而且还对电平波动、特性漂移、环境条件变化等原因造成的伴音动态范围压缩有恢复作用。若使用AGC电路或限幅放大器等现有技术处理伴音信号时，则会造成伴音信号动态范围的较大压缩。
权利要求
1.一种电视发射机调制度微机自动控制方法，其特征在于采用下列步骤a、通过连接在电视发射机(26)输出端与发射天线(9)之间的射频耦合器(8)耦合出电视射频信号，将所述的电视射频信号通过伴音载波陷波器(10)馈送到图象调制度信息检出单元(24)，获得零载波幅度信号Z、行同步脉冲幅度信号T和白条脉冲幅度信号W，同时将所述的电视射频信号通过图象载波陷波器(16)馈送到伴音调制度信息检出单元(25)，获得表示实时频偏的伴音信号电压E△f和表示50KHz频偏的基准电压E50；b、计算机(20)周期地分时采样所述调制度信息的五个电压信号，经A/D变换后，依次读入其内存储器；c、计算机(20)根据本周期测得的所述五个电压信号的数字量，按AMD= (T-W)/(T-Z) ×100%计算图象调制度AMD，按FMD= (E△f)/(E50) ×100%计算伴音调制度FMD；d、然后将测得的图象调制度AMD值分别与规定的AMD上限值90%、下限值87.5%比较，若AMD值高于上限值，计算机(20)输出一控制量，使连接于发射机输入端的视频增益受控单元(1)增益降低一定量，若AMD低于下限值，则使所述的视频增益受控单元(1)增益增加一定量；同时，根据测得的伴音调制度FMD值，按照伴音调制度的自动调节规则，即在一定控制周期内分三个时间段，在每个时间段末分别与规定的伴音调制度第一基准值30-40%、第二基准值50-70%、及第三基准值70-90%比较，若不曾超过相应的基准值，则计算机控制连接于发射机输入端的音频增益受控单元(2)增益增加0.5-1.5dB，若曾超过相应的基准值，则维持音频增益受控单元(2)的原增益；在控制周期内的任意时刻发现过调制时，立即减小音频增益受控单元(2)的增益0.5-1.5dB，并重新测算伴音调制度，如仍然过调制，就继续这样作减增益处理直至过调制度消失；在控制周期内发现调制度为1-5%即视为静默，此静默的持续时间超过10-40秒时，就立即进入下一个控制周期，音频增益受控单元(2)增益保持不变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的伴音调制度控制方法中，控制周期最好为3分钟，控制周期划分为1分钟的三个时间段，伴音调制度第一基准值、第二基准值及第三基准值分别为40%、70%、80%。
3.根据权利要求1所述方法的电视发射机调制度微机自动控制装置，它包括一个计算机部分，该部分由计算机(20)，接口电路(19)、A/D变换器(18)，多路开关(15)及两个D/A变换器(21)、(22)组成，接口电路(19)通过总线连接于计算机(20)，其一个端口与D/A变换器(21)、(22)连接，其另一个端口与A/D变换器(18)连接，其第三端口连接到多路开关(15)的输入端，多路开关(15)的输出端连接于A/D变换器(18)输入端;该装置的特征在于它还包括一个射频耦合器(8)，其串接于发射机(26)与发射天线(9)之间;一个伴音载波陷波器(10)和一个图象载波陷波器(16)，它们的输入端均连接到所述射频耦合器(8)的输出端;一个图象调制度信息检出单元(24)，其输入端连接到伴音载波陷波器(10)的输出端，其输出的零载波幅度信号Z、行同步脉冲幅度信号T和白条脉冲幅度信号W，分别连接到所述的多路开关(15)的三个输入端;一个伴音调制度信息检出单元(25)，其输入端连接到图象载波陷波器(16)的输出端，其输出的实时频偏伴音信号电压E△f和50KHz频偏基准电压E50，分别连接到多路开关(15)的另外两个输入端;一个视频增益受控单元(1)，其输入端接于图象输入端，其输出端连接到发射机(26)图象调制器(3)的输入端，其控制端连接到所述的D/A变换器(22)的输出端;一个声频增益受控单元(2)，其输入端接于伴音输入端，其输出端连接到发射机(26)伴音调制器(4)的输入端，其控制端连接到所述的D/A变换器(21)的输出端。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的图象调制度信息检出单元(24)包括一个行频脉冲发生器(38);一个零载波产生器(30)，其受控端连接到行频脉冲发生器(38)的输出端，其输入端连接到伴音载波陷波器(10)输出端，用于产生迭加有零基脉冲的图象射频调制信号;一个图象检波器(31)，用于将迭加有零基脉冲的图象射频调制信号检波，产生含有零基脉冲的视频信号;一个箝位视频放大电路(32);一个同步分离电路(33)，其输入端连接到箝位视频放大电路(32)的输出端，用于产生场同步脉冲和行同步脉冲;一个17行、330行白条定位脉冲发生器(34)，其两个输入端分别连接到同步分离电路(33)的两个输出端V、H，用于产生白条定位脉冲;一个白条脉冲选通开关(35)，其输入端连接到箝位视频放大电路(32)的输出端，其选通端连接到17行、330行白条定位脉冲发生器(34)的输出端，用于产生第17行、第330行的白条脉冲幅度信号W;一个行同步脉冲选通开关(36)，其输入端连接到箝位视频放大电路(32)的输出端;其选通端连接到同步分离电路(33)的行同步脉冲输出端H，用于产生行同步脉冲幅度信号T;一个零载波选通开关(37)，其输入端连接到箝位视频放大电路(32)的输出端，其选通端连接到行频脉冲发生器(38)的输出端，用于产生零载波幅度信号Z。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的伴音调制度信息检出单元(25)包括一个鉴频器(40)，其输入端连接到图象载波陷波器(16)的输出端，用于产生表示实时频偏的伴音信号电压E△f;一个电位器(41)与直流电源(42)并联电路，电位器(41)的滑动端输出表示50KHz频偏的基准电压E50。
全文摘要
一种电视发射机调制度微机自动控制方法及其装置，它将发射机输出端耦合出的射频信号馈入图象调制度信息和伴音调制度信息检出单元，获得调制度的几种信号电压，进而计算出图象调制度AMD和伴音调制度FMD值，将此AMD值分别与规定的AMD上限、下限值比较，相应改变发射机输入端串接的视频增益受控单元的增益，同时在一个控制周期内的三个时间段末，将上述FMD值分别与规定FMD的三个基准值比较，相应改变发射机输入端串接的声频增益受控单元的增益，将调制度调节到规定范围内。
文档编号H04N5/40GK1059814SQ91108620
公开日1992年3月25日 申请日期1991年8月29日 优先权日1991年8月29日
发明者董光明, 王大路 申请人:山西省广播电视厅